大空间三维笔式交互模式及性能评估

发布时间：2023-04-29 23:54

　　笔式交互是人机交互主要的方式之一,因其易于操作、便于携带等优点在电子产品、医疗、军事等领域具有重要价值。通过笔式交互,用户可以实现模式切换、平移、缩放等功能,丰富了用户的交互体验。而研究笔输入参数的交互性能的影响是笔式交互技术的重要工作。目前,接触式笔式交互中,对笔旋转角、笔倾斜角、笔方位角、笔压等输入参数交互性能的研究已取得了丰富的成果,然而受交互维度、交互区域的限制,降低了手操作的灵活度,严重影响了交互体验。随着对交互方式自然性需求的不断提高,三维笔式交互应运而生。三维空间笔式交互的出现,使人们不再拘泥于计算机桌前进行交互操作,距离作为一种可调节的交互方式,不仅可作为一种交互输入参数,同时会影响用户的感知可用性。因此,研究三维交互中,笔滚动角、方位角、距离等输入参数的交互性能有一定的意义和价值。本文在自主研发超声笔的基础上集成IMU,开发了一种基于IMU和超声波的三维笔定位跟踪系统,然后分别从姿态角和距离的笔式交互性能方面展开研究。旨在提高笔式交互的自然性,丰富用户交互体验。本文的主要贡献和创新性如下:(1)在自主研发的三维超声定位装置的基础上,集成IMU(Inertial mea...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 笔压
        1.2.2 笔倾斜角、滚动角、方位角
        1.2.3 距离
    1.3 论文主要内容及安排
    1.4 本章小结
第2章 笔式交互硬件及软件平台
    2.1 三维超声定位装置
    2.2 三维笔式交互装置硬件集成
        2.2.1 IMU的工作原理
        2.2.2 硬件集成
        2.2.3 互补滤波算法
    2.3 笔式交互软件基础
    2.4 本章小结
第3章 基于姿态角的笔式交互技术
    3.1 实验平台搭建
    3.2 姿态角在书写和绘画中的交互性能
    3.3 滚动角的交互技术
    3.4 具体应用实例
        3.4.1 多参数输入
        3.4.2 模式选择
    3.5 本章小结
第4章 基于距离的笔式交互技术
    4.1 超声波定位研究基础
    4.2 超声波定位对测距精度的影响
        4.2.1 三维超声定位系统组成
        4.2.2 超声波测量误差来源分析
        4.2.3 时间基准误差测试方式
        4.2.4 超声波数字增益误差测试方法
    4.3 基于距离的笔式交互性能
        4.3.1 实验平台的搭建
        4.3.2 距离的交互性能
        4.3.3 距离交互性能的有效性验证
        4.3.4 基于距离的缩放技术
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 待解决的问题
参考文献
作者简介及在学期间取得的科研成果
致谢



本文编号：3805999